DE2644616C3 - Schaltungsanordnung zum Übertragen von digitalen Nachrichten zwischen mehreren Datenstationen - Google Patents
Schaltungsanordnung zum Übertragen von digitalen Nachrichten zwischen mehreren DatenstationenInfo
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- DE2644616C3 DE2644616C3 DE19762644616 DE2644616A DE2644616C3 DE 2644616 C3 DE2644616 C3 DE 2644616C3 DE 19762644616 DE19762644616 DE 19762644616 DE 2644616 A DE2644616 A DE 2644616A DE 2644616 C3 DE2644616 C3 DE 2644616C3
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß Oberbegriff des Anspruches 1. Der Erfindung am
nächsten kommt die deutsche Patentschrift 22 29 768. Dort wird eine Datenverarbeitungsanlage beschrieben,
in der Nachrichten zwischen Prozessoren über zwei Nachrichtenringe übertragen werden. Die Übertragungsrichtungen
sind in gegenläufiger Richtung festgelegt. Bei Ausfall eines Ringes muß über den verbleibenden
zweiten Ring der Nachrichtenaustausch mit verminderter Übertragungsleistung vorgenommen werden.
Wird dieser Ring an einer Stelle unterbrochen, so besteht keine Kommunikationsmöglicheit mehr. Die
notwendige Anordnung von zwei Ringen zur L\ .cichung
der vollen Übertragungsleistung ist sehr aufwendig. Weiterhin ist eine linienförmige Anordnung aus
NTZ 27 (1974) H. 8, Seite 283 bis 291 bekannt. Hier wird mit Hilfe von einer zentralen Steuerung vorgegebener
Leerrahmen die Vermittlung zwirnen mehreren Teilnehmern durch Angabe von Zieladressen dezentral
gesteuert. Nachteilig ist die rahmensynchrone Betriebsweise und damit verbunden an dem jeweiligen
Leitungsende eine spezifisch einzustellende Laufzeitanpassung. Weiterhin müssen in Bereichen, die für sich
betriebsfähig sein sollen, derartige Rahmengeneratoren vorgeplant werden.
Aus der DE-AS 22 29 912 und DE-AS 18 09 913 sind ähnliche Schaltungsanordnungen zur Übertragung
digitaler Daten zwischen Teilnehmergeräten, die in eine ringförmige Übertragungsleitung eingeschleift sind,
bekannt. Nachteile dieser Anordnungen sind, daß die Übertragungsleitungen ringförmig geschlossen sein
müssen und damit keine Unterbrechung der ringförmigen Übertragungsleitung zulässig ist, und daß weiterhin
eine Steuereinheit die Nachrichtenübertragung auf der Leitung zentral steuert und damit bei Funktionsstörungen
dieser Steuereinheit die gesamte Nachrichtenübertragung zwischen den TeHnehnirr^ unterbrochen ist.
In früheren Untersuchungen zur Fortentwicklung von
Prozeßrechnersystemen wurde nachgewiesen, daß Prozeßrechnersysteme mit verteilten Mikroprozessorstationen
besondere Vorteile bezüglich Kostentrend und Steigerung der Zuverlässigkeit besitzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Ubert" :en von digitalen
Nachrichten gemäß Oberbegrir :ugebcn, die aus
Zuverlässigkeitsgründen keine ze.i.. .· Steuerung beinhaltet Weiterhin soll die Übertragungsleistung vergrößert
und der Steuerungs aufwand verringert werden.
Erfindiingsgemäß wird dies durch eine Schaltungsanordnung
mit den Kennzeichnen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen gekennzeichnet
Die Stationen (1 und 2) sind längs ein;r linien- oder
*chleifenförmigen Leitung angeordnet (Fig. 1 und 2). Hier sollen nun zwei Übertragungsverfahren genauer
untersucht und quantitativ beschrieben werden. Es soll nachgewiesen werden, daß das erfindungsgemäße
Verfahren bezüglich Übertragungsleistung bei verschieden großen Stationszahlen, Ausfallverhalten und Steuerungsaufwand
besonders günstig ist.
Das erste Verfahren, im folgenden »zentralgesteuerte Serienübertragung« genannt, geht davon aus, daß es
eine einzige aktivierte Übertragungssteuerung in einer Zentralstation gibt. Mit einer Kontrollzeit proportional
zur Stationsadresse (-nummer) überwacht jede Station den zeitlichen Nachrichtenabstand. Fällt die Station mit
der niedrigsten Adresse aus, wird nach Ablauf der nächsthöheren Zeitstufe die entsprechende Station
aktiv. Bei Ringbruch läuft die Aktivierung bis zur eisten Station nach der Bruchstelle. Nach Ablauf einer zweiten,
großen Zeitttufe aktiviert diese Station eine andere Betriebsart: Pendelverkehr.
Die steuernde Station sendet Leernachrichten. Die erste Station, die eine Nachricht senden will, füllt diese
Leernachricht zur Vollnachricht mit Zieladresses auf.
Bei dem hier zuerst beschriebenen Verfahren wird von einer besonderen Quittungsnachricht an die
steuernde Station Gebrauch gemacht. Sie meldet den Abschluß einer Nachrichtenübertragung. Andernfalls
müßten Zwischenspeicher in allen Stationen vorgesehen werden für den Fall, daß eine Station eine
Leernachricht selbst füll! und gleichzeitig eine Nachricht nachfolgend schon ankommt, aber nun nicht
weitergegeben werden kann.
Das zweite Verfahren, im folgenden »einzelgesteuerte Parallelübertragung« genannt, geht von in allen
Stationen aktivierten Übertragungssteuerungen aus. Sobald das Endezeichen einer durchlaufenden Nachricht
die betrachtete Station passiert hat und kein neues Anfangszeichen am Eingang einläuft, wird der Station
das Enden einer Nachricht erlaubt. Auf Prioritäten wird bei der folgenden Erläuterung verzichtet.
Bei diesem Verfahren können, sofern sich die Übertragungswege nicht überlappen, mehrere Nachrichten gleichzeitig auf der Leistung übertragen werden.
Andererseits muß bei Wegüberlappung und bei Sendezustand einer Station auf diesem Weg ein
geeigneter Zwischenspeicher in jeder Station die entstehende Kollision verhindern.
Ein Leitungsbruch benötigt für Zieladressen bis zur Bruchstelle keine besonderen Maßnahmen. Um die
übrigen Zieladressen zu bedienen, muß aber die besondere Betriebsart »Pendelverkehr« wie beim
ersten Verfahren durch Überwachung des Nachrichtenabstandes mit einer großen Zeitstufe von der ersten
Station nach der P Hstelle aktiviert werden.
Es soll nun g werden, daß eine dezentrale
ÜbeMragungssteufc. t einer Schaltungsanordnung
gemäß dem Anspruch ι . .züglich Übertragungsleistung
vorteilhafter ist als eine zentrale Übertragungssteuerung.
Die Übertragungsleistung des zentralen Verfahrc-ns :st durch die mittlere Bedienungsintensität gegeben, die
mit der Wahrscheinlichkeit ps, bestimmt ist, daß eine
5 6
Station in der Zeiteinheit eine Nachricht senden kann. steuernden Station ab. Es gilt:
Zur Berechnung dieser Wahrscheinlichkeit sei angenommen: Suition 2: />,, = /)„
— keine unterschiedlichen Nachrichten-Prioritäten e · ι
- jede Station sende mit gleicher Wahrscheinlichkeit ■; Station 3: />,., = />,,· (1 - /»
an alle anderen Stationen, die Zieladressen seien ei.,.; „, a „ - „ η ->έ
gleichverteilt. ' '
Weiter sei Station/: Plj = ρ,,·(Ι-ρ)7 2 H)
η Zahl aller Stationen, ίο Aus Gl. (1) ergibt sich die Sendewahrscheinlichkei
ρ Sendewunschwahrscheinlichkeit jeder Station, aus der Verbundwahrscheinlichkeit, daß ein Sende
pn Wahrscheinlichkeit, daß die steuernde Station 1 eine wünsch vorliegt und eine Leernachricht ankommt:
Leernachricht sendet,
pij Wahrscheinlichkeit, daß die Station j eine Leernach- />M = ρ · Pn · (I — pV 2 . (2)
rieht erhält, 15
Psi Wahrscheinlichkeit, daß die Station eigene Nach- Die steuernde Station kann immer dann ein«
richten sendet, Leernachricht senden, wenn sie selbst keine voll«
Pu Wahrscheinlichkeit, daß eine Nachricht eine Ziel- Nachricht sendet oder weiter übertragen muß:
adresse jenseits der steuernden Station hat.
20 Pn = 1 - /',1 - Pü- (3)
Die Wahrscheinlichkeit, daß eine Station j eine
Leernachricht erhält, nimmt mit dem Abstand zur wobei aufgrund der gleichverteilten Zieladresscn gil
= Pn llZf)-, [i -("-I)H-P)" 2 + Oi-2) (I -p)" '] 14)
Rest
Die steuernde Sation sendet selbst eine Vollnachricht Damit ist die Sendewahrscheinlichkeit pn aus der
mit der Wahrscheinlichkeit p4i, wenn sie einen Gleichungen (3) bis (5) zu berechnen:
Sendewunsch hat (p)und wenn die Leitung nicht durch J5 _ _ | _ „ . (| _ „ . ReS() _ „ . rcs1
eine durchlaufende Nachricht blockiert ist (1—Pü): . "
<l-D_ ■
(6I
Pm = P-(I -Ps)- (5) 1 +H -P) Rest '
Hierzu läßt sich die gesuchte Sendewahrscheinlichkeit ρ,, einer Station y mit Gl. (2) bestimmen zu:
P« = Ρ' 1+(!'-P)1R^f ""^2
(ii-l)-p--(l
-PY''
(7)
(;;- Dp + (1 -p)2[I - Ui- I)(I -p)""2 + (»i-2)(l -p)"'1]
Sie ist insbesondere von der Lage der Station j in der pv desgl. aber zwisehengespeicheri und spätei1 weiier
Ringleitung relativ zur steuernden Station abhängig und zugegeben,
nur für sehr kleine ρ gleich der Sendewunschwahr-
scheinlichkeit: Die Wahrscheinlichkeit, daß eine beliebige Statioi
55 sendet, berechnet sich aus der Verbundwahrscheinlich·
Psj * ρ für p^O. (8) keit, daß ein eigener Sendewunsch vorliegt und dal
keine Nachricht weitergegeben werden muß: Einzelheiten sind in F i g. 2 dargestellt
Es wird nun die dezentrale Übertragungssteuerung ps = p(l — Ps —p). (9)
mit den gleichen Annahmen wie oben quantiativ bo
beschrieben. Ebenso sei π und ρ wie vorher definiert Bei einem Ansatz entsprechend Gl. (4) gilt
Neu sei eingeführt
" / — 2 π — 2
Ps Wahrscheinlichkeit, daß eine beliebige, herausgegrif- ps = Σ ps — — = ps ■—-—. (10)
fene Station eigene Nachrichten sendet, 65 '= 2 " ~
Pa Wahrscheinlichkeit, daß bei dieser Station eine
Nachricht eine Adresse jenseits von ihr hat und Die Wahrscheinlichkeit zwischenspeichern zu müs
direkt weitergegeben werden kann, sen, entsteht beim Zusammentreffen einer Nachrichten·
übertragung mit einem eigenen Nachrichten-Senden oder Zwischenspeicher-Entladen aus deren Verbundwahrscheinlichlceit
Pr =
[Damit gill
P- = | = /' | -, | 's ■ | η — ϊ |
I | 2)p- | 1 " PS' ■ Il |
2 _ T ~" 2 "' ; |
und | aufgelöst | M + | ||||||
+ | (»»- | Il +Kn | -2)r | |||||
(/I | -2) | τ " P | ||||||
Hier ist die Sendewahrscheinlichkeit unabhängig von der Lage der Station im Ring.
Für sehr kleine Werte gilt wiederum:
Für sehr kleine Werte gilt wiederum:
/>, * ρ für ρ % 0 .
Der genaue Verlauf ist für 5 und 50 Stationen auch in F i g. 6 dargestellt.
Der augenfällige Unterschied, den das Verhalten der beiden Verfahren auf Sendewünsche der Stationen hin
zeigt, ist bei Verfahren:
— zentraler Übertragungssteuerung, auch zentralgesteuerte Serienübertragung genannt, ein Abfall der
Sendewahrscheinlichkeit, besonders stark am Ende der Stationskette und bei großen Stationszahlen,
— dezentraler Übertragungssteuerung, auch einzelgesteuerte Parallelübertragung genannt, ein monotoner
Anstieg der Sendewahrscheinlichkeit, unabhängig von der Stationslage und mit geringerer
Abnahme bei steigender Stationszahl.
Die in allen Stationen vorhandenen Einrichtungen (6) erkennen ohne Unterscheidung echte Leitungsunterbrechungen,
Unterbrechungen innerhalb einer Station und Ausbleiben des Nachrichtenverkehrs. Die den
Defekt erkennende(n) Stationen) sendet(en) eine Statusumfrage an alle, in deren Folge die noch
zusammenhängenden Leitungsabschnitte des Ringes ermittelt werden und den jeweiligen Endstationen die
Initiative zur Abwicklung eines »Pendelverkehrs« übergeben wird. Nach Behebung der Unterbrechungen)
reorganisieren sich die einzelnen Leitungsabschnitic
selbst zu größeren Leitungsäbschniüen bzw.
zum geschlossenen Ring.
Arbeitsweise der Erfindung Voraussetzung
Die angestrebte Betriebsart des Kommunikationssystems
ist der Ringverkehr mit einzelgesteuerter Parallelübertragung. Die erfindungsgemäße Prozedur
dient im wesentlichen dazu, einzelne linienförmige Leitungsabschnitte zu einer schleifenförmigen Leitung
bzw. zu einem Ring zusammenzuschließen.
Jede Station innerhalb des Ringes ist zur Erkennung von Leitungsunterbrechungen und Stationsausfällen mit
einer Nachrichtenlücken- und einer Nachrichtenlängenüberwachung ausgestattet
Die Zeitdauer zur Abstandsüberwachung ist mindestens so groß wie die max. Umlaufzeit im gesamten Ring.
Die schleifenförmige Leitung wird in einer einzigen Übertragungsrichtung betrieben.
Die Verteilung der Stationen bzw. deren Adressen innerhalb des Ringes braucht nicht bekannt zu sein. Bei
Ansprechen der Nachrichtenlückenüberwachung soll jede Station eine Sammelnachricht mit ihrem Status an
sich selbst schicken (dabei sind Zieladresse und Quelladresse gleich). Unabhängig davon soll jede
Station die Sammelnachricht einer fremden Station
ίο weitersenden und, sofern im Operations-Code dieser
Nachricht angegeben, eine Sammelnachricht mit ihrem eigenen Stationsstatus anhängen. Einige Stationen
erhalten Statusmeldungen anderer Stationen möglicherweise doppelt, da die Nachrichtenlückenüberwachungen
an verschiedenen Stellen annähernd gleichzeitig ansprechen können.
Pendelverkehr
Die Behandlung des Pendelverkehrs gliedert sich in zwei getrennte Abschnitte:
Pendelverkehr im eingeschwungenen Zustand
Um bei einem oder mehreren Leitungsbrüchen eine (14) Kommunikation über das (oder die) zusammenhängende^)
Leitungsabschnitt(e) sicherzustellen, wird ein Pendelverkehr für jeden Leitungsabschnitt eingeführt.
Darunter ist ein wechselzeitiger Betrieb in beiden Richtungen des (der) einzelnen Leitungsabschnittes
(-abschnitte) zu verstehen. Die beiden Endstationen jo eines Leitungsabschnittes übernehmen dabei abwechselnd
die Initiative zur Richtungsumschaltung und bestimmen die Dauer einer Pendelphase oder »Richtungszeitscheibe«.
Im einfachsten Fall beendet die Station am Leitungsanfang die augenblickliche Pendelj
5 phase durch eine »Umschaltnachricht«. Diese bewirkt, daß alle Stationen, die diese Nachricht erhalten, ihren
gerade laufenden Nachrichtenverkehr zu Ende führen, keine neuen Nachrichten beginnen und die Übertragungsrichtung
umschalten. Die Endstation, die in der 4(i gerade ablaufenden Pendelphase Ziel dieser Nachricht
war, übernimmt nach Empfang der »Umschaltnachricht« die Initiative und leitet dadurch die Pendelphase
in die neue Richtung ein.
Für spezielle Zwecke, Uhrensynchronisation, Lei-3 tungsprüfung etc. wird über eine spezielle »Umschaltnachricht
mit Stop« die Vorbereitung getroffen, um eine in einer Station eintreffende Nachricht unverzögert
weiterzusenden. Die Endstation der gerade ? blaufenden Pendelphase sendet daraufhin eine Synchronisationsso
nachricht (Sammelnachricht an sich selbst) mit Angabe der augenblicklichen Uhrzeit. Es ist möglich, entweder
unmittelbar nach Passieren der Synchronisationsnachricht diese selbst als Startnachricht zu interpretieren
oder eine gesonderte Startnachricht dafür zu verwenden. Die erste Version läuft schneller ab.
Da jede Station bei Empfang der Umschaltnachricht die Übertragungsrichtung umschaltet und sofort mit der
Sendung in der anderen Richtung beginnt, können dadurch in einem zusammenhängenden Leitungsabschnitt
gleichzeitig unterschiedliche Übertragungsrichtungen in zwei aneinandergrenzenden Abschnitten
zugelassen werden. Die Übertragungsleistung kann dadurch vergrößert werden.
65
Verfahren zur Ermittlung
des zusammenhängenden Leitungsabschnittes
des zusammenhängenden Leitungsabschnittes
Spricht bei einer Station die Nachrichtenlückenüberwachung an, so deutet das auf eine Leitunesunterbre-
chung bzw. einen Stationsdefekt und die Station fordert in einer Sammelnachricht an sich selbst alle Stationen
einschließlich sich selbst auf, eine Statusnachricht zu senden. Jede Station soll die Statusnachricht an sich
selbst adressieren und mit dem Aussenden beginnen, wenn sie das Ende der Statusumfragenachricht erkannt
hat. Ist sie selbst die auffordernde Station, so hängt sie ihre eigene Statusnachricht an ihre eigene Aufforderung
an. Dabei können folgende Fälle auftreten:
a) Erhält jede Station ihre eigene Statusnachricht zurück, so lag nur eine entsprechend lange
Nachrichtenpause vor (größer als die Nachrichtenlückeniiberwachung).
b) Erhält eine Station bis zum Ablauf der Nachrichteniückenüberwachung
keine Statusnachricht, nicht einmal ihre eigene, so liegt eine Leitungsunterbrechung
oder ein Stationsdefekt vor. Diese Station nimmt zunächst an, daß entweder ihre entgegen der
Übertragungsrichtung liegende Nachbarstation oder der Leitungsabschnitt zwischen ihr und dieser
Nachbarstation defekt sein muß. Da nicht auszuschließen ist, daß noch eine weitere Unterbrechung
vorliegt, schickt diese Station eine Statusumfragenachricht mit anschließender Statusabgabe an sich
selbst. Die Station, die bis zum Ablauf der Nachrichtenlückenüberwachung keine einzige Statusnachricht
erhält, weiß, daß sie, bezogen auf die augenblickliche Übertragungsrichtung, am Anfang
eines zusammenhängenden Leitungsabschnittes liegtund schickt eine Umschaltnachricht als Beginn
der ersten Pendelphase.
Der eben beschriebene Vorgang zur Ermittlung des zusamenhängenden Leitungsabschnittes spielt sich
unabhängig auf jedem Leitungsabschnitt ab, so daß sich auf den einzelnen Abschnitten Pendelverkeheinstellt.
Durch die Statusabgabe in beiden Übertragungsrichtungen kennt jede Station die
rechts und links von ihr liegenden Stationen des zusammenhängenden Leitungsabschnittes. Jede
Station kann also gezielt in jeder Pendelphase die Stationen ansprechen, die auch erreichbar sind.
Das Verfahren zur Einleitung und Abwicklung des Pendelverkehrs gilt auch bei mehr als einer Leitungs- oder Stationsunterbrechung, da getrennte Leitungsabschnitte zeitlich unabhängig voneinander den Pendelverkehr und dessen Einleitungsphase abhandeln.
Das Verfahren zur Einleitung und Abwicklung des Pendelverkehrs gilt auch bei mehr als einer Leitungs- oder Stationsunterbrechung, da getrennte Leitungsabschnitte zeitlich unabhängig voneinander den Pendelverkehr und dessen Einleitungsphase abhandeln.
Künstliche Ringunterbrechung
Zur Beseitigung von vagabundierenden Nachrichten wird der funktionierende Ring in bestimmten Zeiiabständen
aufgetrennx. Alle Nachrichten, die zu diesem Zeitpunkt über die simulierte Unterbrechung laufen,
verschwinden aus dem Kreislauf.
Reorganisation von Leitungsabschnitten
im Pendelverkehr
Überführung Pendelverkehr in Ringverkehr
Überführung Pendelverkehr in Ringverkehr
Nur eine Leitungsunterbrechung im Ring
Da jede Umschaltnachricht und jede Statusnachricht als Zieladresse die Adresse der aussendenden Station
enthalten, gelangen diese Nachrichten auch stets zur Unterbrechungsstelle. Ist die Leitungsunterbrechung
behoben, so erkennt die am Leitungsanfang liegende Station durch Eintreffen von Bitfolgen diesen Umstand
und löst eine Statusumfrage aus. Als Folge der Statusumfrage erkennt jede Station durch Empfang des
eigenen Statustelegramms, daß die Leitung wieder zum Ring geschlossen wurde.
Mehrere Leitungsunterbrechungen im Ring
> Wie im Fall nur einer Unterbrechung wird die Umschaltnachricht an die Unterbrechungsstelle geleitet.
Ist zu einem bestimmten Zeitpunkt die Unterbrechung zweier Leitungsabschnitte behoben und stimmt die
Übertragungsrichtung der Umschaltnachricht mit der
id augenblicklichen Richtung der Pendelphase im angrenzenden
Leitungsabschnitt überein, so erkennt dies die bisher am Leitungsanfang des einen Teilstücks liegende
Station und sendet zusätzlich zur Umschaltnachricht eine Nachricht zur Statusumfrage mit dem eigenen
r, Status, sie gibt danach ihre besondere Stellung auf, wodurch die Gleichschaltung der Pendelphasen in
beiden Leitungsabschnitten erreicht ist. Die im zusammengesetzten Leitungszug letzte Station erkennt die
Umschaltnachricht und die anschließende Nachricht zur
.Ό Statusumfrage und sendet daraufhin eine »Umschaltnachricht«
mit anschließender Statusumfrage und eigenem Status über beide Leitungsabschnitte in die
neue Übertragungsrichtung.
Danach sind allen Stationen im zusammengesetzten Leitungsabschnitt die in der entsprechenden Pendelphase
erreichbaren Stationen bekannt. Die Station, die bis zum Ablauf der Nachrichtenlückenüberwachung keine
einzige Statusnachricht erhält, weiß, daß sie, bezogen auf die augenblickliche Übertragungsrichtung, am
in Anfang der zusammengesetzten Leitungsabschnitte
liegt und sendet eine Umschaltnachricht als Beginn der ersten neuen Pendelphase.
An- und Abkopplung defekter Stationen
1' Abkopplung durch die Station selbst
1' Abkopplung durch die Station selbst
Erkennt eine Station bei sich selbst Fehlfunktionen (Dauersenden z. B. durch Ansprechen der Nachrichtenlängenüberwachung),
die die Kommunikation auf dem Ring in Frage stellen, so erzeugt sie einen »Notschrei«,
koppelt ihre Sendeeinrichtung von der Ringleitung ab und überbrückt die Leitung; der Empfänger bleibt in
diesem Fall als Zuhörer an der Leitung angeschlossen. Nur die Nachbarstation empfängt der Notschrei, der als
.i) besondere Bitkombination oder Signalform festgelegt
ist, und behandelt ihn wie eine Leitungsunterbrechung. Die daraufhin von der Station ausgelöste Statusumfrage
zeigt allen Stationen durch das Ausbleiben des Status der abgeschalteten Station diesen Fehlerzustand an.
«ι während sich durch das Überbrücken der fehlerhaften Siaiion an der Beinebsweise der Leitung (Pendelverkehr,
Ringverkehr) nichts geändert hat. Erhält die die Statusumfrage auslösende Station ihr Statustelegramm
nicht vor Ablauf der Nachrichtenlückenüberwachung
γ, zurück, so liegt vermutlich ein Leitungsbruch vor. Die
Behandlung dieser Situation ist im Abschnitt »Pendelverkehr« beschrieben.
Fremdabschaltung
ho Ist die defekte Station nicht mehr in der Lage, die
eigene Fehlersituation zu erkennen, so spricht der Detektionsmechanismus der Nachbarstation (z. B.
Nachrichtenlücken- oder Nachrichtenlängenüberwachung) an. Diese schickt mittels einer besonderen
b·-, Nachricht einen Abschaltbefehl an die vermutlich
defekte Nachbarstation, deren Adresse aus einer Stationsiiste bekannt ist. Stellen mehrere Stationen auf
diese Weise annähernd gleichzeitig den Defekt fest, so
würden Abschaltnachrichten zwar an nicht defekte Stationen geschickt, aber nicht weitergereicht werden,
da die defekte Station dazu nicht in der Lage ist. Erst die Abschnaltnachricht mit der richtigen Adresse zeigt die
gewünschte Wirkung.
Ist es nicht möglich, die defekte Station von der Leitung zu trennen und das Leitungsstück innerhalb der
Station zu überbrücken, so muß die den Defekt erkennende Station in der beschriebenen Weise den
Pendelverkehr einleiten und die defekte Station von der Adressierung ausschließen.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigt
Fig. 1 6 Datenstationen (1), die über eine schleifenförmige
Leitung miteinander zu einem Ring verbunden sind. Die Übertragung der Nachrichten erfolgt in einer
Richtung.
F i g. 2 4 Datenstationen (2), die über eine linienförmige Leitung zusammengeschaltet sind. Die Übertragungsrichtung
für die Nachrichten ändert sich wechselseitig.
F i g. 3 die Struktur einer der gleichartig aufgebauten Datenstationen (1, 2), bestehend aus einem in den
Leitungszug geschalteten Zwischenspeicher (3) zur teilweisen oder auch vollständigen Zwischenspeicherung
von eintreffenden Nachrichten, einer Empfangsund Sendesteuerung (6) zur Erkennung der Bestimmung
von eintreffenden Nachrichten, zum Empfang, zur Auswertung und Erzeugung von bestimmten Bitfolgen
und Nachrichtenlücken und zur Steuerung des Nachrichtenflusses in Richtung der weiterführenden Leitung
(5) oder der nachgeschalteten Auswerteeinrichtung (4) je nach Bestimmung der Nachricht.
F i g. 4 zwei Leitungsabschnitte bestehend aus nev,
Datenstationen (7 — 10) bzw. (11 — 14) und den Cj1=Se
verbindenden Leitungen (15, 15a — 15c bzw. 16, 16a — \6c). Auf beiden Leitungsabschniitcn ändert sich
die Übertragungsrichtung von Nachrichten wechselzeitig und unabhängig voneinander, wobei der Zeitpunkt
zum Umschalten der Übertragungsrichtung durch die jeweils am Leitungsanfang liegende Station bestimmt
wird.
F i g. 5 6 Datenstationen (17—21), die über Leitungen (23—27) miteinander verbunden sind. Die beiden
Endstationen (17 bzw. 22) können über die Leitungsenden (28, 29) miteinander verbunden werden, wodurch
die linienförmige Leitungsanordnung in eine schleifenförmige überführt wird, wobei von der wechselzeitigen
Umkehr der Übertragungsrichtung auf die Übertragung in einer Richtung übergegangen wird. Durch Unterbrechung
der schieifenförmigen Leitung beispielsweise zwischen den Datenstationen (17 und 22) wird die
schleifenförmige Leitungsanordnung in eine linienförmige überführt, wobei von der Übertragung in einer
Richtung in die Betriebsart mit wechselzeitiger Umkehr der Übertragungsrichtung übergegangen wird.
Fig.6 die Verläufe der Sendewahrscheinlichkeiten abhängig von der Sendewunschwahrscheinlichkeit für
die beiden Verfahren zentrale Übertragungssteuerung (durchgezogene Kuven) und dezentrale Übertragungssteuerung
(gestrichelte Kuven). Als Parameter wurden beispielhaft unterschiedliche Anzahlen von Datenstationen
(n) und im zentralgesteuerten Fall die Lagen mehrerer Datenstationen (J) jeweils in bezug zur
steuernden Datenstation gewählt.
Die Maßnahmen nach Anspruch 1 bedeuten, daß durch einen Vergleich zwischen der Stationsadresse
und der in der empfangenen Nachricht angegebenen
κι Zieladresse deren Bestimmung festgestellt wird, und
daß diese Nachricht auf die weiterführende Leitung weitergesendet oder an die der Station nachgeschaltete
Auswerteeinrichtung weitergeleitet wird, und daß weiterzusendende Nachrichten in einem
ι ι Speicher zwischengespeichert werden, falls und solange
die Ausweerteeinrichtung eine eigene Nachricht sendet. Zwischengespeicherte Nachrichten werden sofort nach
dem Aussenden der eigenen Nachricht weitergesendet. Die Maßnahmen nach Anspruch 2 bedeuten,
daß bei einer linienförmigen Anordnung der Nachrichtentransport
wechselzeitig (Pendelverkehr) und die Umschaltung der Übertragungsrichtung in allen Stationen
von der Station am Leitungsanfang durch Senden einer bestimmten Nachricht (Umschaltnachricht) er-
J-. folgt. Diese Umschaltnachricht wird von allen Stationen
weitergesendet, unmittelbar danach schaltet die jeweilige Station ihre Übertragungsrichtung um.
Die Maßnahmen nach Anspruch 3 bedeuten, daß eine das Ausbleiben von Bitfolgen erkennende
in Station in einer schieifenförmigen Leitungsanordnung
eine bestimmte Nachricht (Statusabfrage) und den eigenen Status an alle weiteren Stationen sendet und
dadurch alle anderen Stationen veranlaßt, ebenfalls ihren Status zu senden.
; Bekommt die erstgenannte Station in einer vorgegebenen
Zeit ihre gesendete Nachricht nicht zurück, so ist die Leitung empfangsseitig unterbrochen, diese Station
liegt damit am Leitungsanfang. Sie sendet daraufhin die Nachricht zur Richtungsumschaltung gemäß Anspruch
ii, 2. Nach erfolgter Umschaltung aller Stationen liegt nun
die Station auf der anderen Seite der Unterbrechung am Leitungsanfang, und es läuft das gleiche Verfahren wie
oben beschrieben ab. Danach ist allen Stationen bekannt, welche Stationen am Leitungsabschnitt ange-
4-, schlossen sind und zwischen welchen Stationen die
Leitungsunterbrechung liegt.
Die Maßnahmen nach Anspruch 4 bedeuten, daß die Station am Leitungsanfang beim Wiedereintreffen
von Bitfolgen das Aussenden der Umschaltnachricht
-,n unterdrückt und eine Nachricht (Statusabfrage) und den
eigenen Status an alle weiteren Stationen sendet, die aiie diese Stationen veranlaßt, ebenfalls ihren Status zu
senden. Erhalten die Stationen ihren gesendeten Status zurück, so ist die Leitung schleifenförmig geschlossen
-,-, worden, andernfalls wurden zwei linienförmige Leitungsabschnitte
zu einem größeren linienförmigen Leitungsabschnitt zusammengeschaltet und die Arbeitsweise
entspricht Anspruch 2.
11 ii Bhilt ZcichnungLMi
Claims (10)
1. Schaltungsanordnung zum Übertragen von digitalen Nachrichten zwischen mehreren Datenstationen
(1 und 2) in Datenübertragungsanlagen, in denen die einzelnen Datenstationen längs einer in
einer einzigen Übertragungsrichtung (A) betriebenen schleifenförmigen (Fig. 1) oder in einer
wechselzeitig (Fig.2) in beiden Übertragungsrichtungen (B) betriebenen linienförmigen Leitung
hintereinander angeordnet sind und die einzelnen Nachrichten durch vorgegebene Bitfolgen voneinander
getrennt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß ein im Leitungszug liegender Zwischenspeicher
(3) mindestens ein Bit der eintreffenden Nachricht vorübergehend speichert und dieses je nach seiner
Bestimmung sofort an eine nachgeschaltete Auswerteeinrichtung (4) oder auf die weiterführende
Leitung (5) aussendet,
daß eine das Eintreffen der vorgegebenen Bitfolge (Nachrichtenlücke) erkennende Einrichtung (6) im
Falle des Vorliegens einer auszusendenden Nachricht deren Aussendung und gleichzeitig die
vorübergehende Einspeicherung gegebenenfalls eintreffender weiterer Nachrichten bzw. Nachrichtenteile
so lange veranlaßt, bis die auszusendende Nachricht vollständig auf die weiterführende Leitung
(5) ausgesendet ist, und daß diese Einrichtung (6) die gegebenenfalls gespeicherten weiteren
Nachrichten bzw. Nachrichtenteile im Anschluß an die auszusendende Nachricht auf die weiterführende
Leitung (5) aussendet.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch I in Datenübertragungsanlagen mit wechselzeitig in
beiden Übertragungsrichtungen betriebenen linienförmigen Leitungen, dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweils am Anfang der Leitu.ig liegende Datenstation (z. B. 10 bzw. 11) im Anschluß an die
zuletzt von ihr ausgesendete Nachricht eine gleichfalls vorgegebene Bitfolge (Umkehr der
Übertragungsrichtung) auf die weiterführende Leitung (15 bzw. 16) aussendet, daraufhin ihre
Übertragungsrichtung umschaltet und daß jede weitere Datenstation (9, 8, 7 bzw. 12, 13, 14) im
Anschluß an die zuletzt von ihr ausgesendete Nachricht die gleichfalls vorgegebene Bitfolge
(Umkehr der Übertragungsrichtung) auf die weiterführende Leitung (15a bis 15c bzw. 16a bis 16c,)
weitersendet, daraufhin ihre Übertragungsrichtung umschaltet und gegebenenfalls mit der Nachrichtensendung
beginnt.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine das Ausbleiben der vorgegebenen Bitfolge bzw. von Nachrichten erkennende Datenstation (17)
eine gleichfalls vorgegebene weitere Bitfolge (Statusabfrage mit Absenderadresse) auf die weiterführende
Leitung (23) aussendet,
daß jede diese Bitfolge erkennende weitere Datenstation (18 bis 22) diese Bitfolge sowie eine weitere vorgegebene Bitfolge (Absenderadresse) jeweils auf die weiterführende Leitung (24 bis 28) aussendet, daß die erstgenannte Datenstation (17) nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit über das Ende der zuletzt empfangenen Bitfolge bzw. Nachricht hinaus eine gleichfalls vorgegebene weitere Bitfolge (Umkehr der Übertragungsrichtung) auf die weiterführende Leitung (23) aussendet und in die Betriebsart nach Anspruch 2 übergeht und daß jede weitere Datenstation (18 bis 22) im Anschluß an die zuletzt von ihr ausgesendete Nachricht die gleichfalls vorgegebene Bitfolge (Umkehr der Übertragungsrichtung) auf die weiterführende Leitung (24 bis 28) weitersendet, daraufhin ihre Übertragungsrichtung umschaltet und gegebenenfalls mit der Nachrichten-Sendung beginnt.
daß jede diese Bitfolge erkennende weitere Datenstation (18 bis 22) diese Bitfolge sowie eine weitere vorgegebene Bitfolge (Absenderadresse) jeweils auf die weiterführende Leitung (24 bis 28) aussendet, daß die erstgenannte Datenstation (17) nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit über das Ende der zuletzt empfangenen Bitfolge bzw. Nachricht hinaus eine gleichfalls vorgegebene weitere Bitfolge (Umkehr der Übertragungsrichtung) auf die weiterführende Leitung (23) aussendet und in die Betriebsart nach Anspruch 2 übergeht und daß jede weitere Datenstation (18 bis 22) im Anschluß an die zuletzt von ihr ausgesendete Nachricht die gleichfalls vorgegebene Bitfolge (Umkehr der Übertragungsrichtung) auf die weiterführende Leitung (24 bis 28) weitersendet, daraufhin ihre Übertragungsrichtung umschaltet und gegebenenfalls mit der Nachrichten-Sendung beginnt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweils am Anfang der Leitung liegende Datenstation (17) das Wiedereintreffen der vorgegebenen
Bitfolge (Nachrichtenlücke bzw. von Nachrichten) auf der bisher unterbrochenen Leitung (29)
erkennt und eine gleichfalls vorgegebene weitere Bitfolge (Statusabfrage mit Absenderadresse) auf die
weiterführende Leitung (23) aussendet,
daß jede diese Bitfolge erkennende weitere Datenstation (18 bis 22) diese Bitfolge sowie eine weitere vorgegebene Bitfolge (Absenderadresse) jeweils auf die weiterführende Leitung (24 bis 28) aussendet,
daß die erstgenannte Datenstation (17) die gleichfalls vorgegebene Bitfolge (Umkehr der Übertragungsrichtung) nicht aussendet,
so diß die erstgenannte und alle weiteren Datenstationen (17 bis 22) durch das Erkennen ihrer eigenen, selbst ausgesendeten Bitfolge (Absenderadresse) in die Betriebsart mit in einer einzigen Übertragungsrichtung betriebenen schleifenförmigen Leitung übergehen.
daß jede diese Bitfolge erkennende weitere Datenstation (18 bis 22) diese Bitfolge sowie eine weitere vorgegebene Bitfolge (Absenderadresse) jeweils auf die weiterführende Leitung (24 bis 28) aussendet,
daß die erstgenannte Datenstation (17) die gleichfalls vorgegebene Bitfolge (Umkehr der Übertragungsrichtung) nicht aussendet,
so diß die erstgenannte und alle weiteren Datenstationen (17 bis 22) durch das Erkennen ihrer eigenen, selbst ausgesendeten Bitfolge (Absenderadresse) in die Betriebsart mit in einer einzigen Übertragungsrichtung betriebenen schleifenförmigen Leitung übergehen.
5. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche t bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß durch ein Bit im Steuercode zwei Klassen von Nachrichten, Normalnachrichten und Sammeinachrichten,
unterschieden werden, wobei Normalnachrichten im Adreßfeld zwei unterschiedliche Adressen
für Sende-Kommunikationsgerät und Empfangs-Kommunikationsgerät enthalten und vom Empfangsgerät
nicht weitergesendet werden und Sammelnachrichten, die von allen Kommunikationsgeräten
in den Nrchrichtenspeicher kopiert werden, und deren Eintragungen im Adreßfeld für Sendegerät
und Empfangsgerät die gleichen Adressen enthalten, damit sie vom Empfangsgerät nicht weitergesendct
werden.
6. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß in jedem Kommunikationsgerät der Überwacher das Wiedereintreffen von Nachrichten oder
Pausenbitfolgen erkennt und die beim Ausbleiben von Nachrichten oder Pausenbitfolgen sonst aus
dem Nachrichtenspeicher auszusendende vorgefertigte Nachricht, die die Übertragungsrichtung
umschalten würde, verhindert.
7. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kommunikationsgerät, das eine Nachricht aus dem Nachrichtenspeicher aussendet, im Adreßfeld
der Nachricht ein Empfangs-Kommunikationsgerät angibt, das diese Nachricht nicht weitersendet.
8. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß bei geöffnetem Überbrückungsschalter der Überwacher für bestimmte Zeitabschnitte die
Wegesteuerung veranlaßt, entsprechend der festgelegten Übertragungsrichtung, durch Schließen der
Tore 25 und 26 eine ringförmige Übertragungsleitung in eine linienförmige Übertragungsleitung zu
überführen.
9. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer linienförmigen Übertragungsleitung, entsprechend der festgelegten Übertragungsrichtung
auch das Kommunikationsgerät am Leitungsende, bei fehlender Übereinstimmung des Adreßfeldinhaltes
einer empfangenen Nachricht und des Adreßregisterinhaltes, der Vergleicher die Wegesteuerung
veranlaßt, diese Nachricht weiterzusenden.
10. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren
der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Überbrückungsschalter sowohl für elektrische
Leiter als auch für Lichtwellenleiter vorgesehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762644616 DE2644616C3 (de) | 1976-10-02 | 1976-10-02 | Schaltungsanordnung zum Übertragen von digitalen Nachrichten zwischen mehreren Datenstationen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762644616 DE2644616C3 (de) | 1976-10-02 | 1976-10-02 | Schaltungsanordnung zum Übertragen von digitalen Nachrichten zwischen mehreren Datenstationen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2644616A1 DE2644616A1 (de) | 1978-04-06 |
DE2644616B2 DE2644616B2 (de) | 1979-09-27 |
DE2644616C3 true DE2644616C3 (de) | 1980-06-12 |
Family
ID=5989551
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19762644616 Expired DE2644616C3 (de) | 1976-10-02 | 1976-10-02 | Schaltungsanordnung zum Übertragen von digitalen Nachrichten zwischen mehreren Datenstationen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Families Citing this family (5)
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JPS58104551A (ja) * | 1981-12-16 | 1983-06-22 | Mitsubishi Electric Corp | デ−タ伝送装置 |
US4593154A (en) * | 1983-07-08 | 1986-06-03 | Nissan Motor Company, Limited | Loop-type data transmission/reception network |
DE3564524D1 (en) * | 1984-05-07 | 1988-09-22 | Siemens Ag | Measurement data processing device |
DK155265C (da) * | 1986-06-09 | 1989-07-31 | Rovsing As Christian | Fremgangsmaade til indkobling af en datasendeenhed paa en signaleringsledning og apparat til udoevelse af fremgangsmaaden |
-
1976
- 1976-10-02 DE DE19762644616 patent/DE2644616C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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DE2644616A1 (de) | 1978-04-06 |
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